Oの位置がハッキリしなくて分からなくなりました。よろしくお願いします。
正四面体ABCDと点Oを中心とする半径1の球面S1がある.Oは3点B,C,Dが定める平面上にあり,3点B,C,DはS1上にある.S1と線分ABの交点でBと異 なるものをP,S1と線分ACの交点でCと異なるものをQ,S1と線分ADの交点でDと異なるものをRとする.
(1)正四面体ABCDの一辺の長さと,線分OAの長さを求めよ. (2)線分APの長さを求めよ. (3)6つの線分BC,CD, DB, PQ,QR,RPのすべてに接する球面S2の半径を求めよ.
ただし,線分と球面Sが接するとは,その線分を含む直線とS1が接し,接点が線分上にあることである.
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No.70593 - 2020/11/01(Sun) 23:07:40
| ☆ Re: 正四面体と球面 / らすかる | | | (1) Oが平面BCD上にあることから、正三角形BCDの外接円の半径が1です。 外接円の半径が1である正三角形の一辺の長さは√3ですから、 正四面体ABCDの一辺の長さは√3となります。またOAの長さは OA=√(AB^2-OB^2)=√2となります。
(2) △OABはOA=√2,OB=1,AB=√3,∠AOB=90°の直角三角形 OからABに垂線OHを下すと、△OAB∽△HOBであることから BH=(OB/AB)OB=√3/3 OB=OPからBH=PHなので、AP=AB-BP=AB-2BH=√3/3
(3) △BCDは一辺が√3の正三角形 △PQRは正四面体APQRの一面なので、一辺が√3/3の正三角形 よって球面S2の接点であるBCの中点をE、PQの中点をSとし、 Sから直線OAに垂線STを下すと、一辺がaの正三角形の内接円の半径が (√3/6)aであることから、OE=(√3/6)BC=1/2、ST=(1/3)OE=1/6、 OT=(2/3)OA=2√2/3 座標平面上にO(0,0),T(2√2/3,0),S(2√2/3,1/6),E(0,1/2)をとると 直線SEはy=-(√2/4)x+1/2、SEの垂直二等分線はy=(2√2)x-1となり、 SEの垂直二等分線とx軸の交点Uは(√2/4,0)であることから 求める球面S2の半径は√{(√2/4)^2+(1/2)^2}=√6/4
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No.70598 - 2020/11/02(Mon) 06:20:08 |
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